
- •Характеристическая функция множества. Свойства характеристических функций
- •Теоретико-множественные тождества. Методы доказательства тождеств. Пример.
- •Замыкания бинарных отношений. Теорема о замыканиях.
- •Матрицы бинарных отношений и их свойства
- •Отношение порядка. Упорядоченные множества. Диаграмма Хассе.
- •Перестановки, размещения, сочетания. Вывод формул для основных комбинаторных чисел.
- •Перестановки с повторениями. Число разбиений конечного множества на подмножества
- •Биномиальные коэффициенты и их свойства. Треугольник Паскаля
- •Полиноминальная формула. Бином Ньютона.
- •Метод включений и исключения.
- •Задача о беспорядках
Замыкания бинарных отношений. Теорема о замыканиях.
Отношение
называется
замыканием отношения
относительно
свойства p,
если:
является подмножеством любого другого отношения, включающего в себя R и обладающего свойством p
Теорема о замыканиях
Рефлексивное замыкание
Симметричное замыкание
Транзитивное замыкание
Матрицы бинарных отношений и их свойства
Пусть
– бинарное отношение на конечных
множествах
Матрица
MR
отношения R
состоит из
столбцов
Элементы MR принимают два значения: 0, 1. Такого рода матрицы называются логическими или булевыми.
Свойства бинарных отношений:
Отношение порядка. Упорядоченные множества. Диаграмма Хассе.
Антисимметричное
транзитивное отношение называется
отношением порядка. Обозначается
.
Если
,
то говорят, что x
предшествует у.
Рефлексивное
отношение порядка называется отношением
нестрогого порядка. Обозначается
Антирефлексивное
отношение порядка называется отношением
строгого порядка. Обозначается
Отношение
порядка называется отношением полного
порядка, если для любых x,
y
или
.
Иначе отношение порядка называется
отношением частичного порядка.
Множество
А с заданным на нём отношением порядка
называется
упорядоченным и обозначается
Упорядоченное множество с полным порядком называется вполне упорядоченным, если в любом его непустом подмножестве есть минимальный элемент.
Конечное
упорядоченное множество можно представить
в виде диаграммы Хассе. В ней элементы
множества изображаются в виде точек на
плоскости. Точки х и у соединяются
линией, если
Диаграмма Хассе выглядит так:
Перестановки, размещения, сочетания. Вывод формул для основных комбинаторных чисел.
Перестановкой n элементов называется упорядоченная (n,n)-выборка без повторений.
Размещением из n элементов по m называется упорядоченная (n,m)-выборка
Сочетанием из n элементов по m называется неупорядоченная (n,m)-выборка
Обозначим:
Справедливы формулы:
Доказательство:
При построении размещений без повторений первый элемент размещения можем выбрать n способами, второй n-1 способами, последний n-m+1 способами. Выбор осуществляется последовательно. Таким образом, по правилу произведения
Перестановки
– это размещения без повторений в случае
m=n.
Поэтому
Сочетания без повторений – это неупорядоченные (n,m)-выборки. Из каждого сочетания можно получать m! размещений с помощью перестановки элементов сочетания.
Поэтому
справедливо отношение
При
построении размещений с повторениями
первый элемент размещения можем выбрать
n
способами, второй и последующие также
n
способами. Поэтому по правилу произведения
Рассмотрим
сочетания с повторениями. Пусть
Каждая
неупорядоченная выборка с повторениями
может быть записана в следующем виде
,
где
Выборку можно закодировать булевым вектором
,
где 0 выполняет роль разделителя
Таким образом, число выборок равно числу булевых векторов длины n+m-1, содержащих ровно m единиц, и равно